환경생물공학 수업수업노트-5: 세포환경 및 돌연변이
-차례-
1. 세포
(1) 세포: 생명체의 기본 구조
(2) 인간의 세포 수
(3) 인간세포의 분열
(4) 세포 재생의 제한: 텔로미어
2. 세포의 구조
(1) 원핵세포
(2) 진핵세포
3. 유전볍칙
(1) 혈액형의 유전법칙
(2) 멘델의 법칙
4. DNA
(1) DNA의 구성성분과 수소결합
(2) DNA의 구조와 크기
(3) Chromatin (고등 진핵생물의 유전자)
5. 돌연변이와 형질변이
(1) 돌연변이의 특성
(2) 돌연변이의 종류
(3) 돌연변이 유발원
(4) 돌연변이에 의하여 나타나는 형질변이
(5) 기타 형질변이
(6) 인위적 돌연변이
1) 누두마우스
2) 사람과 소의 사이브리드
3) 형질변이 식물
- 강 의 내 용 -
1. 세포
(1) 세포: 생명체의 기본 구조
(2) 인간의 세포 수
1) 어린이: 60조개
2) 성인: 100조개
(3) 인간세포의 분열
1) 1 분당 약 30억 개의 세포가 죽고 같은 수의 세포가 체세포 분열로 생성
2) 재생기간
a. 백혈구; 13일
b. 적혈구; 120일
c. 간세포 18개월
d. 신경세포는 재생되지 않음
3) 몸의 세포가 한 번씩 다 바뀌는 데는 11개월이 걸림
(4) 세포 재생의 제한: 텔로미어
1) 염색체 끝 부분에 존재
2) 텔로미어는 TTAGGG의 연속적인 염기로 구성
3) 세포가 분열할 때 마다 조금씩 떨어져 나감
4) 많은 분열 후에 텔로미어가 소멸
5) 텔로미어의 소멸에 따라 세포는 더 이상 분열(재생)을 못하고 죽어버리게 됨
6) 암세포는 텔로미어가 소멸하지 않기 때문에 무한 분열이 가능함
2. 세포의 구조
(1) 원핵세포
(2) 진핵세포 (동물세포)
3. 유전법칙
(1) 혈액형
1) 적혈구와 혈액형
2) 혈액형의 유전법칙
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부모의 혈액형 |
자녀의 혈액형 (유전자형) |
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표현형 |
유전자형 |
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O X O |
oo x oo |
O형 (oo) |
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O x A |
oo x ao |
O형 (oo), A형 (ao) |
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oo x aa |
A형 (ao) |
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O X B |
oo x bo |
O형 (oo), B형 (bo) |
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oo x bb |
B형 (bo) |
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O X AB |
oo x ab |
A형 (ao), B형 (bo) |
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A X A |
ao x ao |
A형 (ao) A형 (aa), O형 (oo) |
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ao x aa |
A형 (ao), A형 (aa) |
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aa x aa |
A형 (aa) |
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A X B |
ao x bo |
O형 (oo), A형 (ao), B형 (bo), AB형 (ab) |
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aa x bo |
A형 (ao), AB형 (ab) |
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ao x bo |
B형 (bo), AB형 (ab) |
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aa x bb |
AB형 (ab) |
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A X AB |
ao x ab |
A형 (ao), A형 (ab), B형 (bo), AB형 (ab) |
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aa x ab |
A형 (aa), AB형 (ab) |
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B X B |
bo x bo |
B형 (bo), B형 (bb), O형 (oo) |
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bo x bb |
B형 (bo), B형 (bb) |
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bb x bb |
B형 (bb) |
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B X AB |
bo x ab |
A형 (ao), B형 (bo), B형 (bb), AB형 (ab) |
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bb x bb |
B형 (bb), AB형 (ab) |
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AB X AB |
ab x ab |
A형 (aa), B형 (bb), AB형 (ab) |
(2) 멘델의 법칙
1) 우열의 법칙
a. 대립 형질의 순종을 가진 양친(P: RR, rr) 사이에서 생긴 잡종 제1대 (F1: Rr) 에 나타나는 형질을 우성,
b. 나타나지 않는 형질을 열성이라 하며
c. F1에서 우성이 열성을 누르고 우성 형질만 나타나는 유전 현상
2) 분리의 법칙
a. 대립 유전자가 감수 분열을 하여 분리되는 현상이 분리의 법칙
b. F1의 자가 수분에 의해서 생긴 F2는
유전자형의 비가 RR : Rr : rr = 1 : 2 : 1,
표현형의 비는 3 : 1
4. DNA
(1) DNA의 구성성분과 수소결합
(2) DNA의 구조와 크기
(3) Chromatin (고등 진핵생물의 유전자)
5. 돌연변이
(1) 돌연변이의 특징
1) DNA 염기서열의 변화
2) genotype (유전형)의 변화
3) phenotype (표현형)의 변화가 필수는 아님
(2) 돌연변이의 종류
1) 유전자 돌연변이
a. 결실 (deletion): DNA 상의 염기가 결실
b. 삽입 (insertion): DNA 상의 새로운 염기가 삽입
c. 전위 (transversion)
- purine base가 다른 purine base로 치환
- purine base가 pyrimidine base로 치환
2) 염색체 돌연변이
a. 결실 (deletion): 염색체의 일부가 달라져 손실됨
b. 전도 또는 역위 (inversion): 염색체의 일부가 잘라져 뒤집힌 후 재결합
c. 삽입 (insertion) 또는 증폭 (duplication): 염색체의 일부가 복제되어 끼워들어 감
d. 전좌 (translocation): 염색체의 일부가 잘라져 다른 염색체에 융합됨
(3) 돌연변이 유발원 (mutagen)
1) 물리적 요인
a. 종류
- ionizing radiation: X-ray, cosmic ray, gamma ray
- non-ionizing radiation: UV (자외선)
b. 기작
- tymine dimer formation
- tymine diemer의 제거과정 중에 다른 염기가 들어옴
2) 화학적요인
a. 종류
- base analog (염기 유사물): base paring 변화
- chemicals reacting with DNA: base paring 변화
- alkylating agents: base paring 변화, point mutation, deletion, insertion
b. 담배, 배기가스, 세제, 살충제 등에 많은 양 존재
3) 생물학적 요인
a. transposon: 염색체 상에서 위치 이동이 가능한 유전요소
b. virus 등의 침입 등에 의한 유전자의 재조합
c. site-directed mutation: 재조합 DNA기술을 이용하여 특정 부위의 DNA 서열을
바꿈
(4) 돌연변이에 의하여 나타나는 형질변이
1) 유전자 돌연변이
a. 백변종
- 유전자 이상에 의해 색소를 만드는 효소가 생성되지 않아 생긴 돌연변이
- 온몸이 백색
b. 낫세포빈혈증 (sickle cell anemia)
- 잘못된 유전 정보에 의해 단백질의 아미노산의 배열이 1개 다르게 됨
- 산소 운반 능력이 심하게 떨어져 악성 빈혈을 일으킴
2) 염색체의 돌연변이
a. 다운 증후군
- 부모 중 어느 한 쪽에서 21번 상염색체가 분리되지 않아
- 자식의 21번 상염색체가 3 개가 되는 경우
- 지능 장애, 발육 부진 등의 이상
b. 터너 증후군
- 성염색체 중 한 개가 없거나, 한쪽의 부분적 결손 또는 이상이
- 염색체 구성이 2n = 44+X.
- 외형적으로는 여자지만 키가 작고 월경이 없으며 불임
c. 클라인펠터 증후군
- 정상적인 남성의 성염색체에 X염색체가 추가로 더 있는 경우
- 염색체 구성이 대부분 2n = 44 + XXY
- 유방이 발달하는 여성적인 남자가 됨.
d. 초웅
- X 염색체가 하나 더 많은 여성이나 Y 염색체가 하나 더 많은 남성의 경우
- 여성은 정상여성과 비교하여 외모상 특이한 차이점은 없음
- 지능발달이 늦고 정신장애를 보이는 경향이 있음
- 남성은 성격이 거칠고 난폭하며 범죄 성향,
- 또한 이들의 반 정도는 정자를 생산하지 못하여 생식능력이 없음.
(5) 기타 형질 변이
4) 하얀 꽃사슴
a. 경북 봉화에서 발견
b. 하얀 꽃사슴이 태어날 확률은 10만 분의 1
5) 머리가 둘인 거북
6) 안면 돌연변이 동물
http://blog.naver.com/kimjhsa3?Redirect=Log&logNo=130020314278
(6) 인위적 돌연변이
1) 누드마우스
a. 털이 없으며, 면역체계가 결핍된 상태로 태어난 쥐
b. 누드마우스에 돌연변이를 유발시켜 털이 있는 형질로 전환
2) 사람과 소의 사이브리드
a. 영국 뉴캐슬대 연구팀
b. 사이브리드의 배아는 인간과 소의 성질을 모두 가지고 있으며, 3일 동안 생존
c. 2008년 4월 2일, 동아일보
3) 형질변이 식물
a. 토감 (포마토, pomato)
- 줄기에는 토마도가 열림
- 뿌리에는 감자가 달려있음
b. 가지감자
- 줄기에는 가지
- 뿌리에는 감자
c. 무배추
- 줄기 부분은 배추
- 뿌리 부분에는 무
● 참고: Cyclopia (외눈증)
1. 현상
(1) 일종의 신생아 기형
(2) 양쪽의 눈이 하나로 융합하여 얼굴 중앙에 안구가 발생
2. 원인: 유전적 결함 또는 톡신
3. 예
(1) 코가 없으며 이마 부위에 눈이 한 개
(2) 2011년 3월 18일 인도 뭄바이에서 출생
(3) 산모는 34세이며 제왕절개로 태어났으나, 하루 후에 사망
● 참고: 머리가 둘인 여자 쌍두아
1. 2011년 5월 5일 중국 쓰찬성 쑤이닝성 출생
2. 2011년 5월 10일 조선일보
● 참고: 다리가 여섯 달린 사내아이
1. 2012년 4월 13일 파키스탄 남동부 신드주 스쿠루의 한 병원에서 태어남
2. 파키스탄의 한 전문이는 큰 어려움이 없이 여분의 다리 4개의 제거가 가능하다고 함
2. 2012년 4월 17일 조선일보
● 참고: 주둥이가 둘 달린 돼지
1. 중국 지린성 더성탕의 주둥이가 둘 달린 생후 두달된 돼지
2. 2011년 9월 7일 동아일보
